结 论 35

致 谢 36

参考文献 37

1  引言

1。1柱芳烃

    超分子化合物是指通过非化学键的结合力自我组装而形成的具有某些功能的分子，离子或其它微粒的聚集体。超分子化学是指研究通过分子之间的作用力结合的，同时具有某些复杂的结构的复合物的一类化学。超分子化学也被称为“化学的非共价键”，这说明它至少是两个分子以上的组装研究。超分子化学的进展主要与大环主体的研究，新型材料以及分子自组装的研究有关。分子的自组装可以导致其拥有新的性能，并且我们可以利用这种原理来构建大分子聚合物，以及连接与纳米世界的超分子化学的桥梁。分子间的相互作用主要应用于信号的传导，生物催化，信息储存和处理等。分子自组装的性能最早主要应用于酶，病毒，和其它与生物相关的复杂结构等。论文网

    在超分子化学的建立过程中，新型大环主体化合物的出现非常迅速。首先，第一代超分子主体化合物是冠醚，第二代超分子化合物是环糊精。然后，随着科学家们的辛勤探索，具有独特结构及良好的选择性地杯芳烃[1]问世。杯芳烃作为第三代超分子化合物，是由亚甲基桥连苯酚单元所构成的大环化合物。但是，由于它的多种结构异构体，使得它在主客体识别化学中具有一定的局限性。柱芳烃这样的结构使它具有了特定的物理化学性能。在2008年，由化学大师Tomoki Ogoshi等人[2]第一次成功地制出了一种全新的超分子主体—柱芳烃。由于柱芳烃在功能化及主客体络合方面有良好的性能，因此广泛地吸引了科学家们的注意。这些大环化合物包括对位取代亚甲基桥的对苯二酚，虽然它们的组成类似于杯芳烃，但却具有不同的结构特点。这些大环具有特殊的物理，化学性能，主客体识别性能以及容易制备的属性，在过去的几年中发展十分迅速。

    柱[N]芳烃（N = 5，6）与传统的超分子主体相比是有一定优势的。第一点，柱芳烃及其衍生物与冠醚，环糊精以及杯芳烃相比具有高度对称性和刚性，这使它们具有更好的选择性，从而能更特定地结合某些的客体。第二点，它们更加容易在苯环的所有位置或选择性地在一个或两个位置发生取代反应，这能使其主客体性能更加协调。第三点，它们更加容易溶于有机溶剂，这能使它们成为水溶性葫芦脲以及类似的环糊精空腔的良好补充。这些优势及其坚固的电子腔使他们成为某些主体的良好的备选。这些主体主要应用与作为各种缺电子客体及其它的中性分子的主体，如紫精衍生物，（二） - 咪唑鎓阳离子，正 - 己烷，烷烃二胺，正辛基三甲基铵，和中性的双（咪唑）衍生物。有良好主客体性能的柱芳烃及其衍生物能进一步地自组装，并且在制造轮烷或聚轮烷，超分子二聚体或聚合物，人造跨膜质子，荧光传感器，或其他功能材料中得以良好的应用。例如，一种新型有机纳米管已从[5]柱芳烃的固体组装出来[3-4]。 

    目前，柱芳烃的合成手段主要有三种。第一种，主要通过用路易斯酸催化1,4-二甲氧基苯和多聚甲醛进行缩合反应。第二种，主要是利用1,4-二烷氧基-2,5-双（烷氧基甲基）苯来催化对甲苯磺酸得到。第三种，主要是利用环齐聚2,5- dialkoxybenzyl醇或2,5- dialkoxybenzyl溴化物在适当的路易斯酸作为催化剂的条件下进行反应。柱[5]芳烃两个最稳定的构象（如图1。1）[5]。在2008年，日本化学家Ogoshi的课题组利用高浓度的1,4-二甲氧基苯与多聚甲醛在适当的路易斯酸作为催化剂的条件下，对称1,4-二甲基柱[5]芳烃（如图1。2）。